采煤機(jī)電氣部件故障診斷及安全運行策略

姚穩(wěn) 趙勇

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國的煤炭企業(yè)也取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，科技水平的不斷提高推動了我國煤炭企業(yè)向著大型化、現(xiàn)代化發(fā)展，因此我國對煤炭企業(yè)采煤機(jī)運行的穩(wěn)定性、電氣設(shè)備的安全性有著嚴(yán)格的要求。隨著煤炭的需求量越來越大，采煤機(jī)的工作效率也越來越高，導(dǎo)致采煤機(jī)電氣系統(tǒng)的更新走向復(fù)雜化，同時電氣部件的故障診斷和安全運行也得不到有力的保障。

關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；電氣部件；故障診斷；安全運行策略

中圖分類號：TD63+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）25-0130-02

Abstract： With the rapid development of our country's scientific research economy， the coal enterprises of our country have also made great progress， and the continuous improvement of the level of science and technology has promoted the development of our country's coal enterprises towards large-scale and modernized development. Therefore， China has strict requirements for the stability of shearer operation and the safety of electrical equipment in coal enterprises. With the increasing demand for coal， the efficiency of shearer is getting higher and higher， which leads to the complexity of the electrical system renewal of shearer. At the same time， the fault diagnosis and safe operation of electrical components can not be effectively guaranteed.

Keywords： shearer； electrical components； fault diagnosis； safe operation strategy

1 概述

最近幾年，由于我國煤炭的地質(zhì)含矸量高、煤層復(fù)雜、煤層的強(qiáng)度也比較大，導(dǎo)致采煤機(jī)在工作的過程中可能會遇到堅硬的基石和煤層，最終會導(dǎo)致采煤機(jī)的各項電氣部件發(fā)生劇烈的晃動、斷線、接頭松動等各種不利的現(xiàn)象。由于采煤機(jī)工作運行的環(huán)境條件比較惡劣，再加上采煤機(jī)電氣部件故障診斷和安全運行得不到有力的保障，大大增加了采煤機(jī)在煤炭開采過程中出現(xiàn)故障概率。因此為了避免這種情況的發(fā)生，我國需要有針對性地對采煤機(jī)進(jìn)行分析和研究，不斷的完善它的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高采煤機(jī)和電氣部件使用的可靠性，為采煤機(jī)的正常運行奠定夯實基礎(chǔ)。

2 采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)的概述

采煤機(jī)是我國煤炭業(yè)開采中最主要機(jī)械工具，想要采煤機(jī)安全的應(yīng)用到煤炭業(yè)，就要充分了解、掌握采煤機(jī)的電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，才能對電氣部件的故障診斷和安全運行提出有效的管理措施。接下來就以KXJT1-132/320BP采煤機(jī)裝載著MG132/320-WD電牽引采煤機(jī)來分析電氣控制系統(tǒng)和電氣的組成部分，這種采煤機(jī)是一種多個電機(jī)可以同時驅(qū)動的采煤機(jī)，電機(jī)的位置都是橫向布置的，電控系統(tǒng)中的交流調(diào)速系統(tǒng)可以驅(qū)動采煤機(jī)牽引。采煤機(jī)主要是由滾筒、左右牽引、左右遙臂及框架構(gòu)成。其中采煤機(jī)的電控系統(tǒng)主要是由三個獨立的電控箱構(gòu)成。

3 采煤機(jī)電氣組成部分的敘述

采煤機(jī)會攜帶一個具有安全型、防爆的電控箱裝載著電牽引采煤機(jī)的電控設(shè)備，而這個電控設(shè)備的銜接系統(tǒng)繁瑣復(fù)雜。這個電控系統(tǒng)是由主控系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)及主回路等一些其他系統(tǒng)構(gòu)成，而且電控系統(tǒng)規(guī)定的額定運行電壓為1.14kV。其中電控系統(tǒng)中的主回路是高電壓回路，它是由開關(guān)、真空式接觸器、截割機(jī)等電氣部件構(gòu)成。而主控系統(tǒng)的組成部件比較多，其中有操作站、工控機(jī)、遙控器、主控器等，種類比較多樣化，核心組成部件也比較多。主控系統(tǒng)中的主控器選用的產(chǎn)品是日本松下可編程的控制器，工控機(jī)使用的產(chǎn)品是5.7寸的大屏幕顯示器，操作站是通過串行傳輸?shù)姆绞桨褦?shù)據(jù)上傳到主控器上，這種系統(tǒng)具有操作簡單、檢修方便、便于維護(hù)等優(yōu)點。

4 電氣設(shè)備的分析

4.1 電控箱

電控箱主要是由接線腔和隔爆腔構(gòu)成，接線腔的主要作用是引入接線，而隔爆腔的作用是和電氣部件相銜接、安置電氣部件。而采煤機(jī)的啟動、停機(jī)、運輸?shù)目刂瓢粹o就設(shè)置在電控箱的正下方、采煤機(jī)的顯示器設(shè)置在電控箱的正面，這樣采煤機(jī)左右牽引是否合理、截割是否合理、是否零位都可以在電控箱正面的顯示器上看到，方便調(diào)整和觀察。另外在電控箱正面的蓋板上還設(shè)計了幾個電氣元件，分別是隔離開關(guān)和采煤機(jī)停機(jī)按鈕，這兩個電氣元之間有著緊密的聯(lián)系，如果想要啟動隔離開關(guān)，首先得需要啟動采煤機(jī)停機(jī)按鈕，接線腔的設(shè)置是在電控箱的上面。

4.2 電動機(jī)

我國采煤機(jī)電動機(jī)有不同的類型，不同類型的電動機(jī)有著不同的功能，就以YBC-200型電動機(jī)舉例來介紹電動機(jī)的結(jié)構(gòu)，它就是專門使用在有甲烷、爆炸性煤層中，這種電動機(jī)工作時的海拔高度≤1000米，周圍工作環(huán)境的溫度≤40度。這種電動機(jī)是專門使用在煤層中防止爆炸的一種三相異步電動機(jī)；這種主要是通過涼水來冷卻，它內(nèi)部的接線盒主要是由鋼板焊接構(gòu)成的，然后把接線盒安裝在機(jī)座的合理位置，接線盒內(nèi)部設(shè)置有專門接地裝置、機(jī)座上也設(shè)置有專門接地的裝置；電動機(jī)的內(nèi)部還設(shè)置了繼電保護(hù)裝置；電動機(jī)還專門設(shè)置了裝油孔，但在注油的時候一定要控制潤滑脂的量，過多會導(dǎo)致軸輪運動太快、軸承的溫度就會越來越高導(dǎo)致軸承出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。

4.3 電磁閥腔

采煤機(jī)泵箱里的電磁腔內(nèi)有著好幾種功能的電磁閥，如：功控電磁閥、調(diào)逮電磁閥，電磁閥可以和液壓傳動箱內(nèi)的油管相連，主要的連接方式是通過閥座連接塊來完成。電磁閥的基本運行原理首先是電控系統(tǒng)向下一步發(fā)出信息，然后電磁鐵就可以通電，這時電磁鐵可以吸住磁鐵，導(dǎo)致電磁閥的閥芯不停的運動，這樣就實現(xiàn)了電磁閥轉(zhuǎn)換方向。當(dāng)軸承運行到一定的位置時，在彈簧力的作用下電磁閥可以在中心的位置保持平衡。采煤機(jī)電磁閥采用的是一種電磁鐵，直流濕式電磁鐵，因為這種電磁鐵在工作運行的過程中可以減小摩擦力、使摩擦溫度降低，優(yōu)化了電磁閥的運行結(jié)構(gòu)、提高了電磁閥運行的安全性。

5 采煤機(jī)電氣部件的故障診斷及解決對策

5.1 采煤機(jī)不能啟動的故障分析及解決對策

當(dāng)采煤機(jī)出現(xiàn)不能啟動問題時，我們要從電氣部分分析，找出采煤機(jī)出現(xiàn)問題的根本原因，然后可以有針對性對采煤機(jī)出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷，才能保證采煤機(jī)安全運行的可靠性、安全性。（1）如果采煤機(jī)出現(xiàn)不能啟動問題，要仔細(xì)檢查左邊急轉(zhuǎn)按鈕有沒有忘記解鎖，控制線接頭是否出現(xiàn)短路或者接觸不良的現(xiàn)象，整流二極管有沒有因為電流過大而燒壞；（2）檢查磁力啟動器有沒有通電，位置是否異常，是不是移動到遠(yuǎn)控位置上，如果這兩個點都沒有問題，就從別的地方找原因，然后把遠(yuǎn)控的控制開關(guān)設(shè)置成近控，然后打開開關(guān)觀察采煤機(jī)是否能被啟動，出現(xiàn)啟動說明開關(guān)沒問題，沒有啟動說明這個開關(guān)有問題，需要對開關(guān)進(jìn)行檢修。（3）對電控系統(tǒng)中的主回路進(jìn)行檢查，看回路是否暢通，對回路的開關(guān)、線路、各個按鈕都要仔細(xì)診斷。（4）采煤機(jī)不啟動還有一個重要的因素，看采煤機(jī)的電動機(jī)電源有無破相現(xiàn)象。（5）采煤機(jī)的工作負(fù)荷如果比較大，重負(fù)荷情況下是會造成采煤機(jī)不能啟動。（6）采煤機(jī)有自動保護(hù)回路的功能，保護(hù)回路需要設(shè)置水壓接點，如果忘記加水就啟動電動機(jī)，采煤機(jī)不會啟動。

5.2 采煤機(jī)啟動不能自護(hù)的故障分析及解決對策

（1）采煤機(jī)啟動之后，手柄板在“啟動”的地方?jīng)]有停留足夠的時間。（2）采煤機(jī)設(shè)置的繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問題，燒毀或者接觸不良。（3）控制變壓器的一、二次熔斷器因電路通電不當(dāng)導(dǎo)致熔斷器或者控制變壓器熔斷，線路接觸不良或者無法通電，造成熔斷器或者控制變壓器無法起到保護(hù)電路的作用。（4）采煤機(jī)電動機(jī)里的熱繼電器沒有復(fù)位，導(dǎo)致采煤機(jī)電動機(jī)沒有自我保護(hù)的功能。

5.3 采煤機(jī)不能電牽引的故障分析及解決對策

（1）如果采煤機(jī)不能實現(xiàn)電牽引，可能是功控超載電磁鐵在銜接的時候方向接反，或者這個電氣部件本身受到了損壞，不能使用。（2）松閘電磁鐵使用時，必須注意一點，松閘電磁鐵在牽引手把過零以后不可以松閘，否則采煤機(jī)不能電牽引。（3）如果采煤機(jī)不能電牽引的影響因素不是以上兩點，其余的影響因素都屬于電壓方面。

5.4 停機(jī)之后、解鎖自啟的故障分析及解決對策

（1）按過急停按鈕以后，啟動手把沒有恢復(fù)到完全停機(jī)的位置。（2）啟動按鈕的銜接處出現(xiàn)問題，可能出現(xiàn)接點黏接。（3）電路的保護(hù)裝置出現(xiàn)銜接粘接。

5.5 輸送機(jī)不啟動的故障分析及解決對策

（1）采煤機(jī)的工作運行按鈕忘記解鎖，所以輸送機(jī)無法被啟動。（2）控制回路通電不暢通，出現(xiàn)了短路或者斷路。（3）磁力啟動器損壞不能正常運行，導(dǎo)致輸送機(jī)不能啟動。

5.6 采煤機(jī)遙臂升降系統(tǒng)的故障分析及解決對策

（1）如果采煤機(jī)遙臂升降系統(tǒng)出現(xiàn)異常，首先檢測PLC部分輸入時有沒有出現(xiàn)傳輸錯誤，導(dǎo)致采煤機(jī)遙臂不能正常的運行。（2）檢測PLC輸出繼電器運行時是否出現(xiàn)故障或者接觸不良。（3）仔細(xì)檢測電磁閥和線路有沒有損壞和接觸不良，然后再檢測電磁閥閥芯和制動閥閥芯有無堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致遙臂不能恢復(fù)到中位。（4）如果采煤機(jī)遙臂不能運行，除了以上幾點診斷方法，還要檢測電磁閥的運行電源有沒有出現(xiàn)故障；檢測液壓系統(tǒng)和管路有沒有出現(xiàn)接觸不良和損壞；檢測電磁閥的內(nèi)部有沒有出現(xiàn)斷路、短路，電磁閥的外部有沒有損壞和接觸不良。

5.7 瓦斯斷電儀、傳感器的故障分析和解決對策

（1）如果瓦斯斷電儀工作時顯示的數(shù)值是錯誤的，首先需要檢修、更換瓦斯斷電儀，然后針對分析情況及時的找相關(guān)工作人員或者聯(lián)系廠家對瓦斯斷電儀進(jìn)行校正。（2）如果采煤機(jī)運行時沒有自我保護(hù)裝置，停機(jī)之后再開機(jī)瓦斯出現(xiàn)超額現(xiàn)象，首先檢測周圍的瓦斯有沒有出現(xiàn)超額現(xiàn)象，如果沒有出現(xiàn)超額現(xiàn)象，就對瓦斯傳感器的銜接情況、運行情況進(jìn)行檢測，看是否接觸不良、斷路、短路，然后根據(jù)檢查的情況進(jìn)行處理。

6 結(jié)束語

電氣部件的安全運行是采煤機(jī)可靠性運行的基礎(chǔ)，因此提高電氣部件的可靠性、實用性是我國采煤機(jī)制造業(yè)共同追求的目標(biāo)。但是最近幾年隨著我國采煤技術(shù)的不斷創(chuàng)新、不斷開發(fā)，采煤機(jī)電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也逐日增加，導(dǎo)致采煤機(jī)發(fā)生異常的影響因素也越來越復(fù)雜、采煤機(jī)的電氣部件的故障也越來越難診斷。因此我們需要不斷優(yōu)化完善電氣部件的設(shè)計、掌握采煤機(jī)電氣部件出現(xiàn)故障的原因，才能從根本上提高采煤機(jī)的工作效率、保證采煤機(jī)安全運行，推動我國煤炭企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李玉波，楊偉.采煤機(jī)搖臂齒輪箱故障診斷技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（02）：76-78.

[2]李志雄，葛世榮，朱華.深部煤層采煤機(jī)關(guān)鍵部件磨損故障監(jiān)測診斷的難點問題[J].摩擦學(xué)學(xué)報，2014（06）：729-731.

[3]胡曉，錢沛云，陳曦暉，等.基于多尺度熵-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的采煤機(jī)搖臂齒輪故障診斷[J].制造業(yè)自動化，2014（18）：4-7.